Saturno, Interno D: una fascia di protoni pura e indipendente
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I dati provenienti dagli strumenti MIMI e LEMMS evidenziano la struttura dell'anello D, composto da tre anellini minori, e soprattutto la presenza di una fascia di radiazione del tutto isolata


Fonte E.Roussos et al. - "A radiation belt of energetic protons located between Saturn and its rings" - Science 2018


Oltre ai dati già riportati in merito agli ultimi tuffi di Cassini nella zona più interna di Saturno, uno studio del Max Planck Institute for Solar System Research e dell'Applied Physics Laboratory of Johns Hopkins University riporta la detection di una fascia di protoni in prossimità del pianeta , una fascia totalmente distaccata da quella principale e dal resto della magnetosfera dovutamente alla presenza degli anelli A, B e C.
Lo strumento Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) ottenne pochi dati per la zona compresa tra anello D e pianeta già durante le prime orbite della sonda Cassini, datate 2004, rivelando fin da subito la probabile presenza di particelle cariche. Negli anni successivi l'oggetto dello studio si spostò sulla fascia di radiazione principale, esterna agli anelli, composta di protoni ed elettroni intrappolati dal potente campo magnetico  di Saturno.

La fascia principale si estende per più di 285 mila chilometri nello spazio ed è notevolmente influenzata dalle lune di Saturno, tanto da risultarne spezzata in cinque settori. 

Il ritorno dell'interesse per la zona più interna degli analli è legato quindi alle ultime fasi della missione Cassini ma i tredici anni di attesa sono stati ripagati con la conferma di una fascia secondaria di protoni compresa tra anello D e alta atmosfera del pianeta, una fascia generata dalla radiazione galattica incidente: quando questa radiazione interagisce con il materiale atmosferico del pianeta o con gli anelli vengono innescate delle reazioi a catena in grado di generare protoni altamente energetici intrappolati poi dal campo magnetico di Saturno, il quale è in questa zona dieci volte più forte rispetto a quanto non lo sia all'esterno. Questa forza fa sì che i protoni possano rimanere nella fascia per anni, fino anche le continue interazioni con anelli e alta atmosfera non poducono una perdita di energia. La durata è comunque incerta visto che ci sono parametri ancora non noti.

Si potrebbe addirittura pensare che, anziché protoni, si possa esser di fronte a un rumore ma fortunatamente i dati sono avallati dallo strumento LEMMS, in grado di rivelare un accumulo energetico stabile proprio nella zona della fascia, una energia particolarmente alta, dieci volte maggiore rispetto a quella che il LEMMS è stato progettato per misurare e quindi tale da aver necessitato lo sviluppo di ulteriori modelli. Oltre l'anello D, gli anelli A, B e C sono molto più densi e rappresentano una enorme barriera per le particelle intrappolate che quindi sono del tutto isolate dal resto della magnetosfera saturniana, creando un ambiente unico nel Sistema Solare noto fino a oggi. Una sorta di fascia di radiazione di laboratorio, priva di condizionamenti esterni, tutta da studiare.

Rappresentazione schematica dell'anello D di Saturno e della zona interna. Crediti Cassini/NASA/MIMI/LEMMS
Rappresentazione schematica dell'anello D di Saturno e della zona interna.
Crediti Cassini/NASA/MIMI/LEMMS

I dati di LEMMS apportano informazioni aggiuntive anche per la struttura dell'anello D, troppo debole per poter essere studiato esclusivamente in campo ottico. I dati mostrano la presenza all'interno di tre anelli minori molto stretti e più brillanti rispetto al resto dell'anello contenitore e sono stati battezzati D68, D72 e D73. In prossimità degli anelli D68 e D73 la densità dei protoni viene ridotta mentre la stessa cosa non si verifica per l'anello D7. 

Ancora i dati di MIMI hanno evidenziato la temporanea formazione di una fascia più debole e più interna, legata all'impatto degli atomi di idrogeno neutro con l'atmosfera saturniana.